Расчет компенсации реактивной мощности на шинах 10 кВ ГПП

6. Рисунок 2.2

Составляется уравнение баланса реактивной мощности на шинах 6-10 кВ относително Q_ВБК

Q_ВБК= Q_p_0,4+ ƩΔQ_тр+ Q_рез – Q_э ± ƩQ_рСД

ƩQ_рСД- будем рассчитывать с “ – “ так как n_ном^об/мин СД, ≥1000^об/мин

Q_э – входная реактивная мощность задается энергосистемой как экономически оптимальная реактивная мощность, которая может быть передана предприятию в период наибольшей нагрузки энергосистемы и определяется по формуле

Q_э= (0,23-0,25) (P_p0,4+ΔР_тр+Р_рСД+Р_рДСП+∆Р_трДСП) = 0,25 (7831,83 + 95,68 + 2880 + 16200 + 400) = 6851,88 кВар

Q_рез – величина резерва реактивной мощности на предприятии, определяется по формуле

Q_рез= (0,1-0,15) (Q_р0,4+ΔQ_тр+Q_pДСП+∆Q_трДСП) = 0,15 (5337,72 + 520,92 + 8100 + 2000) = 2393,8 кВар

Q_ВБК= 5337,72 + 520,92 +8100+2000+2393,8 – 6851,88 – 1440= 10060,56кВар

Выбираем высоковольтную конденсаторную установку типа

Расчет низковольтной и высоковольтной нагрузки по предприятию

Расчет силовой нагрузки по предприятию, включая низковольтную и высоковольтную нагрузки, потери в трансформаторах ЦТП, приведены в таблице 4.

Таблица 3 – Расчет уточненной мощности по предприятию

№№ТП,

S_нт, Q_{БК ТП}

№№ цеха

P_{n min}– P_{n max}

_н

К_{и ср.взв}

Средняя мощность

n_э

К_р

Расчетные мощности

К_з

Р_см , кВт

Q_см , кВар

Р_р, кВт

Q_р , кВар

S_р , кВА

ТП-1 2х1000 кВА 1х1000 кВА

2 8 9 10 3 14

100 41 50 10 10 15

5-100 3-200 10-100 3-15 3-20 5-15

2250 650 1200 100 90 250

562,5 260 480 40 27 175

748,13 195 422,4 35,2 20,25 131,25

силовая

226

3-200

4540

0,34

1544,5

1552,23

1,15

1776,18

1552,23

освещение

299,71

145,7

3х300 кВар

-900

итого ТП-1

2075,89

797,93

2223,96

0,802

ТП-2 4х1000 кВА

1 5 12 15 6

200 20 40 30 8

5-100 1-30 1-22 1-40 1-30

4300 270 580 350 180

1075 67,5 116 105 106

1429,75 68,85 103,24 107,1 110,16

силовая

298

1-100

5680

0,26

1469,56

1819,1

114

1,1

1616,5

1819,1

освещение

491,4

190,79

осв. терр.

305,99

148,1

Продолжение таблицы 3

4х300 кВар											-1200
итого ТП-2										2413,89	957,99	2597,04	0,81
ТП-3 4х1000 кВА	4 7 11 13	25 5 30 80	3-20 5-20 1-80 1-80	250 80 600 2750		62,5 24 300 1650	63,75 18 225 1683
силовая		140	1-80	3680	0,55	2036,5	1989,75	92	1	2036,5	1989,75
освещение										149,94	40,33
4х300 кВар											-1200
Итого по ТП3										2186,44	830,08	2338,7	0,801
итого ТП- 1,-2,-3										6676,22	2586	7159,7
Итого на шинах 0,4кВ										7831,83	5337,72
Потери в трансформа-торах										95,68	520,92
СД 10кВ										2880	-1440
Потери в трансформа-торах ДСП										400	2000
ДСП										16200	8100
Q_ВБК (4х2250кВар)											-9000
Всего по заводу										27407,51	5517,92	27957,45

Технико-экономическое сравнение вариантов схем внешнего электроснабжение

При решении задач оптимизации промышленного электроснабжения возникает необходимость сравнения большого количества вариантов.

Много вариантность задач промышленной энергетики обуславливает проведения технико-экономического расчета, целью которого является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим два варианта:

1. I вариант – ЛЭП 110кВ;

2. II вариант – ЛЭП 35 кВ.

3. III вариант – ЛЭП 10 кВ.

Вариант-1

Выбор трансформатора ГПП:

Определим полную расчетную мощность трасформатора ГПП:

где Р_р- расчетная активная мощность

Q_э – реактивная мощность энергосистемы

Определим коэффициент загрузки трансформатора ГПП:

Принимается к установке два трансформатора ГПП типа ТДН-16000/110-У1

S_ном, МВА	U_ВН,кВ	U_СН,кВ	U_НН,кВ	Р_Х, кВт	Р_К, кВт	U_КЗ, %	I_ХХ, %	Цена, тг
16	115	-	11	15,8	90	10,5	0,55	42600000

Выбор ЛЭП:

Определим суммарные потери активной в трансформаторе ГПП:

Определим суммарные потери реактивной в трансформаторе ГПП:

Определим полную S, по ЛЭП:

Определим расчетный ток в ЛЭП:

Определим аварийный ток в ЛЭП:

Определим экономическое сечение провода:

= 1,1 (алюминевые провода, Т_м= 4000 ч так как, завод работает в две смены)

По условию потерь на корону, минимальное сечение для ЛЭП 110 кВ равно 70 мм² с I_доп = 330 А

Принимаем к установке провод марки АС-95 ( r₀ = 0,33 Ом/км, 0,23 Ом/км)

Расчет потерь электроэнергии:

Потери в трансформаторе ГПП:

– число часов эксплуатации максимума потерь:

Расчет потерь электроэнергии:

Потери в трансформаторе ГПП:

– число часов эксплуатации максимума потерь:

Потери в ЛЭП:

Выбор оборудования:

Перед выбором аппаратов необходимо составить схему замещения и рассчитать ток короткого замыкания:

Схема замещения для расчетов токов КЗ

Определим базисный ток: S_б=1000 МВА; U_б=115кВ;

I_б=

I_б= = 5 кА

Реактивное сопротивление системы Х_С=0, так как питание осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности.

Х_с=

Х_c= = 0,9 о.е

Определим токзкороткого замыкания в точке К1:

I_кз1= = = 6,02 кA

Определим реактивное сопротивление линий:

Определим ток КЗ в точке К-2:

I_кз2= = =5,26 кA

Определим ударный ток: i_уд= K_у_д I_кз

К_уд = 1,84 (для Энергосистемы и трансформатора системы)

К_уд = 1,92 (для ЭС, ЛЭП и тр сис)

К_уд = 1,94 (для ЭС, ЛЭП, тр сис и ГПП)

К установке выбираем высоковольтный баковый элегазовый выключатель марки ВГТ-110, стоимостью 5 500 000 тенге .

Проверка по условиям выбора высоковольтных выключателей для В1,В2

U_H≥ U_УСТ 110 кВ ≥ 110 кВ

I_Н≥ I _АВ.ТОК 2000 А ≥ А

I_ОТКЛ≥ I _КЗ-1 31,5 кА ≥ 6,02 кА

I_ДИН≥ i_УД 102 кА ≥ 15,66 кА

31,5² ≥ 6,02² кА²

Проверка по условиям выбора высоковольтных выключателей для В3,В4

U_H≥ U_УСТ 110 кВ ≥ 110 кВ

I_Н≥ I _АВ.ТОК 2000 А ≥ А

I_ОТКЛ≥ I _КЗ-2 31,5 кА ≥ 5,26 кА

I_ДИН≥ i_УД 102 кА ≥ кА

≥ 5,26² кА²

К установке выбираю разъединитель типа РДЗ-110/1000НУХЛ1 стоимостью 330000 тенге

Проверка по условиям выбора разъединителей для Р1, Р2, Р3, Р4

U_н U_уст 110 кВ ≥ 110 кВ

I_н I_{ав ток}1000А А

I_{ампл.пред.скв} i_уд31,5 кА 15,66 кА

I_тер.ст I_кз180 кА 6,02 кА

Проверка по условиям выбора разъединителей для Р5, Р6

U_н U_уст 110 кВ ≥ 110 кВ

I_н I_{ав ток}1000А А

I_{ампл.пред.скв} i_уд31,5 кА 14,28 кА

I_тер.ст I_кз280 кА 5 кА

Выбрал ограничители перенапряжения (ОПН) по напряжению. К установке выбираю ОПН-110 У1, стоимостью 190000 тенге.

3.1.5 Расчёт капитальных затрат

1.Капитальные затраты на трансформатор ГПП:

=N К_тр=2 42600000 =85 200 000 тенге

2.Капитальные затраты на ЛЭП: двухцепная на железобетонной опоре

=l К_лэп= =26 000 000 тенге

3. Капитальные затраты на выключатели В1,В2,В3,В4

к =N К_вк=4 = 22 000 000 тенге

4.Капитальные затраты на разъединители Р1,Р2,Р3,Р4,Р5,Р6

=N К_раз=6 =1 980 000 тенге

5.Капитальные затраты на ОПН:

=N К_опн=2 190000=380 000 тенге

Суммарные капитальные затраты по первому варианту схемы:

= + к+ + = 85 200 000 + 26 000 000 + 22 000 000 + 1 980 000 + 380 000 = 135 560 000 тенге

Расчёт издержек

Издержки на амортизацию:

И_а =И_а.обор+И_а.лэп=6 902 280 + 728 000 = 7 630 280 тенге/г

И_а.обор=Е_а =0,063 109 560 000 = 6 902 280 тенге/г

И_а.лэп=Е_а.лэп К_лэп=0,028 26 000 000 = 728 000 тенге/г

где - Е_а =6,3% норма отчислений на амортизацию оборудования;

Е_а.лэп=2,8% норма отчислений на амортизацию линии.

Эксплуатационные издержки:

И_э =И_э.обор+И_э.лэп=1 095 600 +104 000 =1 199 600 тенге/г

И_э.обор=Е_э =0,01 109 560 000 =1 095 600 тенге/г

И_э.лэп=Е_э.лэп К_лэп=0,004 26 000 000 =104 000 тенге/г

Издержки на потери:

И_пот =С_о ( + )=16 ( +141964,55)=9 229 226,3 тенге/г

где С_о - стоимость потерь электроэнергии равна 16 тенге/кВт·ч.

Совместные издержки по первому варианту схемы:

И₁=И_а+И_э+И_пот=7 630 280 + 1 199 600 + 9 229 226,3 = 17 979 106 тенге/г

Приведенные затраты по первому варианту схемы:

З₁=Е + =0,12 135 560 000 +17 979 106 =34 246 306 тенге/г

Вариант-2

Выбор трансформатора ГПП:

Определим полную расчетную мощность трасформатора ГПП:

где Р_р- расчетная активная мощность

Q_э – реактивная мощность энергосистемы

Определим коэффициент загрузки трансформатора ГПП:

Принимается к установке два трансформатора ГПП типа ТДНС - 16000 / 35

Таблица – Паспортные данные трансформатора ГПП

S_ном, МВА	U_ВН,кВ	U_СН,кВ	U_НН,кВ	Р_Х, кВт	Р_КЗ, кВт	U_КЗ, %	I_ХХ, %	Цена
16	36,75	-	6,3;-10,5	13	85	10	0,3	32000000

Выбираем трансформатор системы. Выбираем к установке два трансформатора системы марки ТДТН - 40000/110 (стоимостью 140 000 000 тг.).

Таблица – Паспортные данные трансформатора системы

S_ном, МВА	U_ВН,кВ	U_СН,кВ	U_НН, кВ	Р_Х, кВт	Р_КЗ, кВт	U_кзвн_-_сн_, %	U_кзвн_-_нн, %	U_кзвн-н_н, %	IХХ, %
40	115	38,5	11	22	170	10,5	18	7	0,28

Выбор ЛЭП:

Определим суммарные потери активной в трансформаторе ГПП:

Определим суммарные потери реактивной в трансформаторе ГПП:

Определим полную S, по ЛЭП:

Определим расчетный ток в ЛЭП:

Определим аварийный ток в ЛЭП:

Определим экономическое сечение провода:

= 1,1 (алюминевые провода, Т_м= 4000 ч так как, завод работает в две смены)

Принимаем к установке провод марки АС-240/39 (r₀=0,12 Ом/км,

x_o= 0,33 I_доп = 310 A)

Расчет потерь электроэнергии:

Потери в трансформаторе ГПП:

– число часов эксплуатации максимума потерь:

Потери в ЛЭП:

Выбор оборудования:

Перед выбором аппаратов необходимо составить схему замещения и рассчитать ток короткого замыкания:

Схема замещения для расчетов токов КЗ

Определим базисный ток:

Реактивное сопротивление трансформатора системы:

Определим ток КЗ в точке К-1:

Определим реактивное сопротивление линий:

Определим ток КЗ в точке К-2:

Определим ударный ток:

К_уд = 1,84 (для Энергосистемы и трансформатора системы)

К_уд = 1,92 (для ЭС, ЛЭП и тр сис)

К_уд = 1,94 (для ЭС, ЛЭП, тр сис и ГПП)

Выбираем вакуумный выключатель ВБН/ЭЛКО/ТЭ-35-25/1600 (цена 3400000 тенге)

Проверка по условиям выбора выключателей для В1,В2:

U_H ≥ U_УСТ 35 кВ ≥ 35 кВ

I_Н≥ I _{АВ.ТОК тр сис} 1600 А ≥ А

I_ОТКЛ≥ I _КЗ-1 25 кА ≥ кА

I_ДИН≥ i_УД 127,5 кА ≥ кА

I_ОТКЛ² ≥ I _КЗ² 25² ≥ ² кА²·с

Проверка по условиям выбора выключателя В3:

U_H ≥ U_УСТ 35 кВ ≥ 35 кВ

I_Н≥ I _{АВ.ТОК тр сис} 1600 А ≥ А

I_ОТКЛ≥ I _КЗ 25 кА ≥ кА

I_ДИН≥ i_УД 127,5 кА ≥ кА

I_ОТКЛ² ≥ I _КЗ² 25² ≥ ² кА²·с

Проверка по условиям выбора выключателей В4, В5:

U_H ≥ U_УСТ 35 кВ ≥ 35 кВ

I_Н≥ I _{АВ.ТОК ЛЭП} 1600 А ≥ А

I_ОТКЛ≥ I _КЗ-2 25 кА ≥ кА

I_ДИН≥ i_УД 127,5 кА ≥ кА

I_ОТКЛ² ≥ I _КЗ² 25² ≥ ² кА²·с

Проверка по условиям выбора выключателей В6, В7:

U_H ≥ U_УСТ 35 кВ ≥ 35 кВ

I_Н≥ I _АВ.ТОК 1600 А ≥ А

I_ОТКЛ≥ I _КЗ 25 кА ≥ кА

I_ДИН≥ i_УД 127,5 кА ≥ кА

I_ОТКЛ² ≥ I _КЗ² 25² ≥ ² кА²·с

К установке выбираем разъединители типа РГ-35/1000УХЛ1

(цена 680 000тг).

Проверка по условиям выбора разъединителей Р1, Р2:

U_H ≥ U_УСТ 35кВ ≥ 35кВ

I_Н≥ I _{АВ.ТОК ЛЭП} 1000А ≥

I_ДИН≥ i_УД 50 кА ≥ кА

I_тер.ст I_кз2 20 кА 3,77 кА

Проверка по условиям выбора разъединителей Р3, Р4:

U_H ≥ U_УСТ 35кВ ≥ 35кВ

I_Н≥ I _{АВ.ТОК ЛЭП} 1000А ≥

I_ДИН≥ i_УД 50 кА ≥ кА

I_тер.ст I_кз2 20 кА 3,77 кА

Проверка по условиям выбора разъединителей Р5, Р6

U_H ≥ U_УСТ 35кВ ≥ 35кВ

I_Н≥ I _{АВ.ТОК ЛЭП} 1000А ≥

I_ДИН≥ i_УД 50 кА ≥ кА

I_тер.ст I_кз2 20 кА 3,77 кА

Выбор ОПН производится по напряжению:

Выбираем ОПН-35УХЛ1

U_H ≥ U_УСТ 35кВ ≥ 35кВ

Расчет капитальных затрат

Определим долевое участие трансформатора системы:

Определим капиталовложения на трансформатора системы:

Определим долевое участие выключателей В1-В2:

Определим капиталовложения на выключатели В1 и В2:

Определим долевое участие секционного выключателя В3:

Определим капиталовложения на секционного выключателя В3:

Определим капиталовложения на трансформатор ГПП:

Определим капиталовложения на ЛЭП: двухцепная на железобетонной опоре

Определим капиталовложения на выключатели:

Определим капиталовложения на разъединители:

Определим капиталовложения на ОПН:

Определим суммарное капиталовложения по первому варианту схемы:

Определим капиталовложения на оборудования:

Расчет издержек

Определим издержки на амортизацию:

Определим эксплуатационные издержки:

Определим издержки на потери:

где С_о - стоимость потерь электроэнергии равна 16 тенге/кВт·ч.

Определим суммарные издержки по первому варианту:

Определим общие затраты по первому варианту:

III вариант

Рисунок 3.3. Второй вариант схемы электроснабжения.

Выбираем электрооборудование по III варианту.

Выбор трансформатора ГПП:

Определим полную расчетную мощность трасформатора ГПП:

где Р_р- расчетная активная мощность

Q_э – реактивная мощность энергосистемы

Определим коэффициент загрузки трансформатора ГПП:

Принимается к установке два трансформатора ГПП типа ТДН-16000/110-У1

S_ном, МВА	U_ВН,кВ	U_СН,кВ	U_НН,кВ	Р_Х, кВт	Р_К, кВт	U_КЗ, %	I_ХХ, %	Цена, тг
16	115	-	11	15,8	90	10,5	0,55	42600000

Выбор ЛЭП:

Определим суммарные потери активной в трансформаторе ГПП:

Определим суммарные потери реактивной в трансформаторе ГПП:

Определим полную S, по ЛЭП:

Определим расчетный ток в ЛЭП:

Определим аварийный ток в ЛЭП:

Определим экономическое сечение провода:

= 1,1 (алюминевые провода, Т_м= 4000 ч так как, завод работает в две смены)

Дальнейшее расчет этого варианта не целесообразен так как максимальное сечение для сетей 6-10 кВ предельно допустимое сечение проводника – 120 .

Таблица – Выбор экономически целесообразного варианта

Варианты	U_н, кВ			∑К, тенге	∑И, тенге	∑З, тенге
I	110			135 560 000	17 979 106	34 246 306
II		35	161 358 000		24 160 443,4

Вывод: наиболее оптимальная схема внешнего электроснобжения ЛЭП на 110 кВ, т.к. данная схема наиболее экономически целесообразна и самая минимальная по годовым потерям в трансформаторах и ЛЭП.

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 991; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!